緊急警報與預(yù)警系統(tǒng)：當(dāng)前知識與未來研究方向

工程與物理科學(xué)局

計算機(jī)科學(xué)與電信理事會

未來緊急警報與警告系統(tǒng)研究方向委員會

美國國家科學(xué)工程醫(yī)學(xué)院

共識研究報告

美國科學(xué)院出版社

華盛頓特區(qū)

前言

　　60多年來人們對災(zāi)害響應(yīng)的研究已經(jīng)產(chǎn)生了許多涉及人們?nèi)绾雾憫?yīng)那些表明其身處風(fēng)險信息的洞見，以及在何種情況下人們最可能采取的適當(dāng)保護(hù)行動。這類工作大部分是由傳統(tǒng)媒體完成。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動電話及其應(yīng)用（如社交媒體）的推出，公共警報與預(yù)警的格局發(fā)生了變化。經(jīng)過包括卡特里娜颶風(fēng)在內(nèi)的一系列自然災(zāi)害發(fā)生之后，美國向身處險境的人們發(fā)出有效警示的能力缺陷暴露了出來。因此，國會于2006年發(fā)布了《預(yù)警、警報與應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)（WARN）法案》。該立法鼓勵采用更新的技術(shù)，包括通過移動設(shè)備傳播警報與預(yù)警信息，此前的警報技術(shù)無法達(dá)到這種效果。

　　我們對使用新技術(shù)傳播和接收信息如何改變或調(diào)整公眾的反應(yīng)或警覺，公共安全官員如何最佳使用其警報能力等方面的情況還知之甚少。比如，如何在由于技術(shù)或政策決策限制造成的有限的警報內(nèi)容所傳播的消息情況下最大化的發(fā)揮警報的有效性，或者如何在當(dāng)今信息豐富的環(huán)境中最好地利用警報與預(yù)警，我們對這些所知不多。此外，關(guān)于社交媒體在災(zāi)害中的應(yīng)用的正式研究十分有限，還有許多懸而未決的問題，包括政府官員如何使用社交媒體警示公眾并獲得對態(tài)勢的感知，公民的額外輸入信息提供的挑戰(zhàn)和機(jī)會、相關(guān)的安全和隱私風(fēng)險、以及應(yīng)對謠言和虛假信息的策略等。

　　包括最近由國土安全部（DHS）資助的研究已經(jīng)對這些問題提供了一些見解。 另外，在DHS的資助下，美國國家科學(xué)院曾經(jīng)召開過3次研討會，一次專注于通過手機(jī)發(fā)警報，一次考慮使用社交媒體，另一次則檢測如何發(fā)出有地理信息的警報和預(yù)警。作為本研究的一部分，于2016年8月9-10日和2016年9月1日舉行了研討會。與會者包括DHS資助的研究人員以及其他災(zāi)害社會學(xué)、應(yīng)急響應(yīng)和技術(shù)方面的專家。2016年11月1-2日、2017年1月26-27日和2017年3月23日額外召開了情況通報會（收到的簡報清單見附件C）。

　　本報告綜述了DHS資助項(xiàng)目的研究結(jié)果（此工作的摘要見附件B）、科學(xué)院召開的學(xué)術(shù)研討會以及其他對公眾響應(yīng)警報與預(yù)警的社會技術(shù)研究。在這一綜述的基礎(chǔ)上，委員會提出了一個研究議程，強(qiáng)調(diào)了應(yīng)關(guān)注的未來研究重點(diǎn)領(lǐng)域。（欄P.1包含了任務(wù)陳述全文。）

　　當(dāng)委員會就要結(jié)束這項(xiàng)工作時，美國經(jīng)歷了一系列包括Harvey、Irma和Maria颶風(fēng)等重大自然災(zāi)害的破壞，以及在2017年10月1日在拉斯維加斯大道發(fā)生的槍擊事件。這每一個事件都明確地提醒災(zāi)害對我們所在社區(qū)的影響，以及通過向公眾及時有效地傳播應(yīng)對此類事件的重要性。關(guān)于2017年10月加利福尼亞森林大火的早期報告，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了提高無線緊急警報系統(tǒng)的范圍和效率的重要性和潛在益處，公共官員可以使用該系統(tǒng)向受影響地區(qū)的手機(jī)發(fā)送警報。

　　我們試圖勾勒出一個研究計劃，不僅研究過去災(zāi)害和現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)問題，而且還設(shè)想未來的綜合警報與預(yù)警技術(shù)和系統(tǒng)可能是什么樣子。由于自然和人為災(zāi)害的發(fā)生頻率和破壞程度都在增加，我們希望未來的系統(tǒng)能夠更易于適應(yīng)一系列新的災(zāi)害，并能更快速地整合更新的技術(shù)。

　　主席：Ramesh Rao　　　　　

　　未來緊急警報與預(yù)警系統(tǒng)研究方向委員會

摘要

　　在一系列包括卡特里娜颶風(fēng)在內(nèi)的自然災(zāi)害發(fā)生之后，美國向身處險境的人們發(fā)出有效警示的能力缺陷暴露了出來，因此，國會于2006年通過了《警告、警報與響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（WARN）法案》。自20世紀(jì)90年代中期緊急警報系統(tǒng)（EAS）取代了用于無線電和電視警報的緊急廣播系統(tǒng)以來，這一法案引發(fā)了國家警報系統(tǒng)的首次重大變化。由此產(chǎn)生的綜合公共警報與預(yù)警系統(tǒng)（IPAWS）將包括無線緊急警報（WEA）系統(tǒng)，可以向手機(jī)用戶發(fā)送警報短信。（見欄S.1）

　　如今，諸如智能手機(jī)和社交媒體平臺等新技術(shù)提供了與公眾溝通的新途徑，信息生態(tài)系統(tǒng)也更為廣泛，包括額外的官方渠道，比如政府社交媒體賬戶、基于警報系統(tǒng)和反向911系統(tǒng)（指緊急情況下，911會給市民打電話）的選擇性短信息服務(wù)；半官方渠道，比如主流媒體和連接設(shè)備上的天氣應(yīng)用；以及非官方渠道，比如社交媒體上的第一人稱報道（指某個新產(chǎn)品發(fā)布出來后，用第一人稱發(fā)布訊息的方式非常有趣詼諧，更易吸引粉絲并推廣產(chǎn)品）。傳統(tǒng)媒體也已經(jīng)利用了這些新工具，包括他們通過利用自己的移動應(yīng)用手段擴(kuò)展了廣播電臺、電視及有線電視的覆蓋范圍；許多甚至開發(fā)自己的移動應(yīng)用程序來發(fā)布信息。此外，私營公司開始利用其擁有的大量用戶數(shù)據(jù)的優(yōu)勢來發(fā)現(xiàn)事件，并向其用戶提供警報和預(yù)警以及其他與災(zāi)害有關(guān)的信息；例如，谷歌公司提供與搜索結(jié)果同時發(fā)出的警報，而“Facebook安全檢查”發(fā)現(xiàn)緊急情況并為用戶提供注冊其狀態(tài)的機(jī)會。像Waze這樣的應(yīng)用程序，可以為即將到來的司機(jī)提供有關(guān)交通狀況的自動警報，也可由政府機(jī)構(gòu)用于提供疏散信息。因此，有很多機(jī)會可以更好地發(fā)布、定位和定制緊急警報。

　　60余年關(guān)于公眾對警報與預(yù)警響應(yīng)的研究已經(jīng)產(chǎn)生了許多洞見，這些見解包括人們?nèi)绾雾憫?yīng)那些他們處于風(fēng)險的信息，以及在何種情況下人們最可能采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)行動等。其中一些（但不是全部）的研究結(jié)果被用于為設(shè)計和操作警報與預(yù)警系統(tǒng)提供信息，而且，新的見解還在不斷涌現(xiàn)。特別是最近產(chǎn)生的研究成果，包括由美國國土安全部（DHS；概述見欄S.2，詳述見附件B）資助的工作，仔細(xì)研究了當(dāng)前和新出現(xiàn)技術(shù)對公眾對警報與預(yù)警響應(yīng)的影響，部分工作重點(diǎn)關(guān)注公眾對未來可能通過新版本W(wǎng)EA（無線緊急警報）發(fā)布的信息有何響應(yīng)。其中一些結(jié)果已被用于增強(qiáng)WEA――正如聯(lián)邦通信委員會（FCC）發(fā)布的《WEA 2016報告與規(guī)則制定》的研究參考文獻(xiàn)所證明[1]――包括了重要見解，即之前的WEA系統(tǒng)提供90字符長度的消息，無法滿足產(chǎn)生快速公眾響應(yīng)[2]所需的信息質(zhì)量及數(shù)量。通過這些研究，已經(jīng)加深了解人們在災(zāi)害和災(zāi)難期間如何使用諸如社交媒體等其他工具[3]。

　　本報告回顧了現(xiàn)有研究成果，考慮了實(shí)現(xiàn)效率更高的警報與預(yù)警[4]系統(tǒng)的新可能性，探討了如何創(chuàng)建更有效的國家警報與預(yù)警系統(tǒng)，探討了現(xiàn)有知識中的不足，并為提高國家警報與預(yù)警能力提出一項(xiàng)研究議程。

一個未來綜合警報與預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)

　　IPAWS（綜合公共警報與預(yù)警系統(tǒng)）和WEA（無線緊急警報）系統(tǒng)的開發(fā)和部署為公共警報建立了一種有價值的新工具，并且在挽救生命方面已經(jīng)獲得認(rèn)可[5]。這種工具利用了手機(jī)無處不在的普遍性（有92％的美國成年人擁有手機(jī)，其中90％的人經(jīng)常隨身攜帶手機(jī)）[6]。然而，還有大量超越WEA的機(jī)遇來利用下一代廣播與多播技術(shù)、新興的物聯(lián)網(wǎng)（IoT），以及移動設(shè)備根據(jù)用戶需求或所處環(huán)境決定顯示哪些消息的能力，該設(shè)備具有關(guān)于用戶或環(huán)境和其他背景相關(guān)的信息。此外，新工具和技術(shù)的出現(xiàn)會給公眾帶來新的期望。通過公眾正在使用的工具和通信設(shè)備發(fā)送給人們的警報和預(yù)警，而且還按他們所習(xí)慣的方式呈現(xiàn)信息才是最有效的。對于一個聯(lián)系日益緊密以各種方式使用通訊傳媒的人群來說，任何只依賴當(dāng)前（小區(qū)）廣播技術(shù)的方法都不足以作為警報與預(yù)警系統(tǒng)的主要手段。

發(fā)現(xiàn)：警報與預(yù)警系統(tǒng)存在于一個更大的通信和技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中，而政府設(shè)計和維護(hù)的系統(tǒng)必須適應(yīng)這一更大的生態(tài)系統(tǒng)。

發(fā)現(xiàn)：為了更好的綜合公共和私人通信機(jī)制及信息來源，繼續(xù)提供旨在保護(hù)人們的健康與安全的必要信息，并擁有一個通過多種渠道的結(jié)構(gòu)以允許警報與預(yù)警能夠迅速接納新技術(shù)，一個更有凝聚力的、全面的預(yù)警與預(yù)警系統(tǒng)十分必要。

發(fā)現(xiàn)：國家的警報能力，比如WEA和IPAWS，需要隨著智能手機(jī)和其他移動寬帶設(shè)備能力的提高以及更新技術(shù)的發(fā)展而演變進(jìn)步。這種演進(jìn)將需要技術(shù)研究和社會與行為科學(xué)研究的共同支撐。

一個綜合警報與預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)

　　委員會設(shè)想了一個警報與預(yù)警系統(tǒng)，它不斷利用新技術(shù)并能體現(xiàn)從災(zāi)害事件和研究中獲取的新知識。在近期內(nèi)，這可能意味著更多采用WEA及其他現(xiàn)有警報與預(yù)警系統(tǒng)，將當(dāng)前有關(guān)公眾反應(yīng)的知識用于精心制作更有效的警報信息，同時把研究重點(diǎn)放在驗(yàn)證技術(shù)的實(shí)施方面，還涉及對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行調(diào)整——比如，用于提供發(fā)布地理定位信息的新技術(shù)——用于警報與預(yù)警系統(tǒng)。從長期看，這將包括更好地了解現(xiàn)有技術(shù)，探索新技術(shù)，并繼續(xù)開展社會—技術(shù)研究，為未來警報能力的設(shè)計與運(yùn)行提供科學(xué)支撐。本節(jié)對警報系統(tǒng)的近期和長期愿景進(jìn)行具體描述，為下一節(jié)所述的研究議程奠定了基礎(chǔ)。

近期：采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行警報與預(yù)警

　　截止2016年8月8日，只有不到1/3的美國縣市已經(jīng)注冊使用了綜合公共警報與預(yù)警系統(tǒng)[7]網(wǎng)關(guān)，該系統(tǒng)允許消息發(fā)送者發(fā)送WEA消息。截至同一天，自WEA上線以來，美國州或地方政府發(fā)布了僅387次無線緊急警報；相比之下，美國國家氣象局發(fā)布了大約200萬次警報[8]。地方緊急事務(wù)官員更多的使用WEA，不僅意味著能夠傳播到更多的人口，還意味著使用量（用于天氣以外的緊急事件）的增加可以提高對系統(tǒng)使用的熟悉程度，而這可以改善公眾響應(yīng)時間。

　　即將出臺的FCC（聯(lián)邦通信委員會）發(fā)布的WEA新規(guī)則將信息長度擴(kuò)展到360個字符，同時允許在信息中使用Web鏈接（URL）[9]。盡管DHS（國土安全部）的項(xiàng)目研究了一系列信息長度，但沒有一項(xiàng)研究特別關(guān)注360個字符的信息、FCC規(guī)則指定的這種字符長度或使用URL的方式，這些將允許一個用戶訪問附加信息。因此，雖然新規(guī)定為那些難以用90個字符發(fā)送有用信息的應(yīng)急管理人員提供了新的機(jī)會，但仍需開展研究以確定包含哪些信息、如何在WEA本身的信息中以及在它鏈接到的任何媒體上最佳顯示附加信息。

　　WEA的開發(fā)早于廣泛使用智能手機(jī)以及更新的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之前。因此，這些新技術(shù)可以解決WEA的不足方面，包括可訪問性、安全性、功能性及其他方面的考慮。這些進(jìn)展包括以下內(nèi)容：

？   交付技術(shù)現(xiàn)代化。眼前，現(xiàn)代化的機(jī)會是從第二代或第三代基于短消息服務(wù)的（小區(qū)廣播）轉(zhuǎn)換到（第四代）長期演進(jìn)（LTE）廣播，從而為發(fā)布警報提供更快的傳輸速度和更多的消息內(nèi)容[10]。

？   手機(jī)通信技術(shù)的多樣化有助于在移動網(wǎng)絡(luò)擁塞或發(fā)生故障時發(fā)布警報消息。短程通信技術(shù)（如藍(lán)牙和WiFi）可用于本地轉(zhuǎn)發(fā)信息，而調(diào)頻收音機(jī)提供一種可作為備用方案的遠(yuǎn)程通信技術(shù)。

？   通過確定設(shè)備是否位于目標(biāo)區(qū)域內(nèi)同時確定是否應(yīng)當(dāng)顯示警報，支持使用存儲在手機(jī)中的位置信息來提高地理位置定位的精確度。通過利用智能手機(jī)的功能不僅可以確定手機(jī)現(xiàn)在的位置，還能確定手機(jī)曾經(jīng)所處的位置，據(jù)此可知它未來可能的位置，這樣就可以進(jìn)一步增強(qiáng)基于相關(guān)性的目標(biāo)定位。

？   納入更多的適應(yīng)性，以便隨著對公共響應(yīng)和技術(shù)能力認(rèn)識的不斷變化，能更容易改善警報和預(yù)警的能力。比如，把在智能手機(jī)上可以接收并演示W(wǎng)EA警報的軟件從操作系統(tǒng)（在某些手機(jī)上可能不會經(jīng)常更新）中轉(zhuǎn)移到更易更新的應(yīng)用程序，通過常用軟件更新機(jī)制實(shí)現(xiàn)快速升級。

？   提供性能監(jiān)控和用戶反饋機(jī)制，促進(jìn)關(guān)于感知相關(guān)性（通過尋求用戶反饋和/或推斷可能采取的行動）、覆蓋范圍（有多少用戶收到和未收到信息）以及信息傳遞延遲等方面的研究。

長期：建立一個綜合警報與警告生態(tài)系統(tǒng)

　　從較長遠(yuǎn)來看，IPAWS可能會被增大，因此，它可以獲取廣泛的各種數(shù)據(jù)源提高公眾對突發(fā)事件和公眾反應(yīng)的了解，可以使用更廣泛的潛在技術(shù)和設(shè)備來發(fā)布信息。設(shè)想這樣一個先進(jìn)的系統(tǒng)需要探索關(guān)于技術(shù)可行性和實(shí)施的問題，還要了解這些工具將如何影響公眾的反應(yīng)。好在，過去的技術(shù)、社會和行為研究已經(jīng)告訴我們一個生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具備的一些特性。這些特性包括以下內(nèi)容：

？   使用隱私保護(hù)的技術(shù)。比如，位置和其他環(huán)境信息可以存儲在智能手機(jī)上，而應(yīng)用程序可以使用這些信息來決定何時以及如何顯示警報消息。

？   確保端到端服務(wù)的可用性和消息的有效性及完整性。

？   讓用戶盡可能多地控制其收到消息的類型，而不會把警報的控制簡單設(shè)置成打開或關(guān)閉。

？   在警報系統(tǒng)中包含元數(shù)據(jù)，可與用戶偏好結(jié)合使用來確定何時以及如何顯示警報。

？   考慮到大量可用技術(shù)，采用跨各種通信渠道的方式綜合消息。比如，IPAWS信息可以作為數(shù)據(jù)流提供給私有企業(yè)，以便在天氣應(yīng)用程序、導(dǎo)航系統(tǒng)、社交媒體流等類似方面不受限制地使用。

？   使警報系統(tǒng)具有多種渠道的結(jié)構(gòu)，且能夠支持多種形式的信息顯示。比如，可以在移動設(shè)備上同時提供文本和語音警報。

？   更好了解應(yīng)急管理人員的信息需求，以便快速分析社交媒體產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

？   使用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備和其他嵌入式傳感器來檢測、分析和對潛在事件進(jìn)行分類，發(fā)送警報、并潛在的使某些應(yīng)采取的保護(hù)措施自動化。

？   結(jié)合可用的通信技術(shù)，如網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和調(diào)頻廣播信號[11]，以便在災(zāi)害事件發(fā)生時主要通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時增加信息的發(fā)布能力。

？   調(diào)整信息內(nèi)容與格式適應(yīng)終端用戶的條件及需求，比如，考慮設(shè)備的位置、已知的設(shè)備持有者的居住位置、設(shè)備持有者使用的語言、殘障狀態(tài)以及其他情況（由用戶選擇或輸入）。

　　這些滿意的系統(tǒng)特性與目標(biāo)有可能為研究投資提供信息并為將來的系統(tǒng)需求提供信息。

研究議程

　　為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想的預(yù)警系統(tǒng)，還需要回答更多的研究問題。鑒于警報與預(yù)警固有的跨學(xué)科特點(diǎn)——即是一種社會科學(xué)現(xiàn)象（旨在改變公眾行為），還是一種技術(shù)現(xiàn)象（需要用技術(shù)傳播），該研究議程包括范圍廣泛的社會—技術(shù)問題，強(qiáng)調(diào)社會與行為科學(xué)家以及技術(shù)人員需要經(jīng)常相互交流。研究領(lǐng)域?qū)⒃谙旅孀骱喴枋?，并在第三章中作詳?xì)解釋。

公眾反應(yīng)

　　如第一章所述，多年的研究使我們獲得了許多關(guān)于公眾對警報與預(yù)警反應(yīng)方面的經(jīng)驗(yàn)。然而，仍有許多長期存在的老問題和由新技術(shù)帶來的新問題。關(guān)鍵開放主題包括以下內(nèi)容：

？   信息特性。信息長度以及包含保護(hù)指南的超鏈接如何影響公眾反應(yīng)，如何最佳表達(dá)風(fēng)險到來的前置時間，以及如何最好地管理選擇接收和選擇不接收的優(yōu)先設(shè)置。

？   可訪問性。如何最有效地以非英語語言和方言提供信息，如何適應(yīng)不同的體能，以及如何在緊急規(guī)劃中考慮技術(shù)獲取方面的差異。

？   地理定位。如何最有效地利用WEA和通用警報協(xié)議（CAP）提供的經(jīng)過改進(jìn)的地理定位能力，以傳達(dá)位置信息，確定關(guān)注地點(diǎn)（比如，某一個地理位置可能不存在風(fēng)險，但其住宅是），利用提高室內(nèi)定位功能，基于位置確定并傳達(dá)保護(hù)措施。？

？   社區(qū)參與。新的工具與技術(shù)支持社區(qū)成員間的溝通；比如，應(yīng)用程序NextDoor允許人們快速識別鄰居，并允許與其鄰居或居住在附近的人們進(jìn)行交流。NextDoor已被公共安全機(jī)構(gòu)用來教育公眾[12]；然而，我們對于這類工具在災(zāi)害發(fā)生期間以及隨后的緊急情況下是否使用過或如何使用卻知之甚少。

信息特性

　　直到災(zāi)害產(chǎn)生影響前的表示時間。不同災(zāi)害有不同的前置時間。如果提供太長的前置時間，人們遵循保護(hù)性指導(dǎo)的可能性較少。懂得如何在WEA消息和其他警報工具中最有效表達(dá)前置時間是未來研究的一個重要領(lǐng)域，也要考慮按災(zāi)害類型劃分的理想前置時間。

　　選擇接收與選擇不接收。當(dāng)前的WEA指南允許個人選擇不接收大多數(shù)緊急警報。以前的研究建議，警報和預(yù)警應(yīng)該通過盡可能多的渠道發(fā)送，但尚需開展新的研究來探索從多渠道接收到相同信息是否會促使人們選擇不接收WEA的消息，比如第三方應(yīng)用程序或本地文本警報系統(tǒng)。

　　信息長度與嵌入超媒體鏈接的防護(hù)指導(dǎo)。盡管信息應(yīng)該包含哪些內(nèi)容已經(jīng)明確，但受信息長度和內(nèi)容的限制，關(guān)于如何最有效傳播這些信息的知識還知之甚少。比如，需要開展研究去了解公眾對適合新的360個字符長度的信息作何反應(yīng)；需要進(jìn)一步研究以便確定信息的最優(yōu)最小長度，包括個性化的風(fēng)險可視化和/或URL鏈接，這些可以對被警報的人群觸發(fā)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。至今，還不清楚哪些信息最好包含在WEA信息中，哪些信息最好包含在鏈接內(nèi)容中。此外，還擔(dān)心由于公眾在收到包含URL的WEA消息后數(shù)秒鐘內(nèi)就會訪問鏈接，可能會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞[13]。

可訪問性

　　語言和方言。以多種語言傳輸性息或依靠接收設(shè)備翻譯信息時，還存在哪些技術(shù)挑戰(zhàn)？可以支持不同語言的數(shù)量是否有實(shí)際限制？此外，比如描述關(guān)于保護(hù)行動的一些關(guān)鍵語言元素，可能會難以準(zhǔn)確地翻譯成多種語言和方言。需要開展研究來了解是否可以創(chuàng)建一些模板，確保以足夠的保真度自動翻譯消息。

　　適應(yīng)不同能力。已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)，諸如振動節(jié)奏和盲文接口，可以使移動電話供那些身體和認(rèn)知能力有障礙的接收者使用。還需開展研究來了解如何為那些有身體和認(rèn)知障礙的個人定制最佳的信息內(nèi)容與傳送方式。還有哪些其他技術(shù)可用于為不同能力障礙的個人傳播信息？如何定制或敲定保護(hù)性行動指令來支持不同的人群——包括不同年齡與能力的人群，及其看護(hù)者？

　　數(shù)字劃分。盡管大部分、以及越來越多的人口使用智能手機(jī)，但還是有人無力承擔(dān)或選擇不用智能手機(jī)?？紤]到通信習(xí)慣以及可用技術(shù)的多樣性，警報與預(yù)警系統(tǒng)需要考慮各種技術(shù)來覆蓋面臨災(zāi)害的每個人。

地理定位

　　傳播地點(diǎn)。哪些圖形最有效地表明某人正處于一個危險地點(diǎn)？如何使用可視化技術(shù)來最有效地展示消息接收者相對影響區(qū)域所處的位置？對于不熟悉其當(dāng)前所在位置的人來說，最佳傳播方式是什么？

　　確定關(guān)注地點(diǎn)。個人希望不僅在他們身處險境時收到警報，而且，當(dāng)其孩子可能處于險境或其住宅可能處于危險中時也希望收到警報。如何自動確定并更新其關(guān)注的地點(diǎn)，而不是由最終用戶手動確定并更新？

　　基于位置的防護(hù)措施。對某一個人來說，在一個受影響地區(qū)的不同地點(diǎn)最好的保護(hù)措施——比如就地避難還是疏散，可能會有所不同。此外，可以給不同的個人分配不同的路線，以加強(qiáng)疏散時的交通量。提供這種精確的保護(hù)措施有何技術(shù)挑戰(zhàn)？實(shí)施這些災(zāi)難應(yīng)對此事受到哪些限制？我們應(yīng)如何鼓勵這些工具的使用？

　　室內(nèi)定位。了解某人在建筑物內(nèi)的位置可用于確定最佳疏散路線，或者確定此人是否應(yīng)該就地避難。一些地區(qū)已經(jīng)部署了有限的室內(nèi)定位功能，主要用于營銷目的；確定建筑樓層比較困難。哪些定位技術(shù)正在出現(xiàn)，如何進(jìn)行最佳使用？

災(zāi)害警報教育

　　關(guān)于災(zāi)害和警報公共教育的有效性因素所開展的研究還非常有限。迄今為止的研究發(fā)現(xiàn)，目前的公共教育活動通常無效，因?yàn)椴粔蚓唧w，而且未包含能促使人們改變行為的內(nèi)容[14]。需要更多研究來確定如何激勵人們改變行為，還要確定還有哪些其他因素有助于開展成功的公共災(zāi)難教育活動。

警報后反饋及監(jiān)控

　　需要技術(shù)來收集信息接收者的反饋，以幫助更好地了解誰收到了警報消息，公眾如何響應(yīng)信息，以及還需要提供哪些額外信息。WEA的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可能無法覆蓋目標(biāo)區(qū)域的所有手機(jī)，而且當(dāng)前使用的系統(tǒng)是單向的，意味著警報發(fā)出者不知道誰真正收到了警報。作為任何反饋與監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，一個致謝機(jī)制是一個有用的要素。一些有關(guān)公眾響應(yīng)的信息，可以使用工具從社交媒體中提取信息獲得。更多的直接反饋機(jī)制可以構(gòu)建到移動設(shè)備上的警報應(yīng)用程序中，這些工具應(yīng)更容易獲取。或許更重要的是，需要開展研究來了解哪些信息對應(yīng)急管理者更有幫助。也需要那些包括使用機(jī)器學(xué)習(xí)和其他人工智能技術(shù)的工具，以便快速了解并處理反饋，以確保應(yīng)急管理者不會被信息淹沒。

　　一個具有一致性、易于理解以及有洞察力的測量特點(diǎn)的未來警報與預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)，可以提示（并改進(jìn)）未來對災(zāi)害的反應(yīng)。包括應(yīng)急管理人員和研究人員在內(nèi)的多個利益相關(guān)方將對這樣一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的實(shí)驗(yàn)框架非常感興趣。通過在警報與預(yù)警系統(tǒng)本身中構(gòu)建測量，研究人員可以獲得實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果的支持證據(jù)（比如，哪些消息長度是合適的？是否應(yīng)包含地圖？）。在災(zāi)害生命周期中的反饋也可以并入對同一事件的未來響應(yīng)。比如，對初始消息的低響應(yīng)率可能導(dǎo)致后續(xù)信息中更積極的消息內(nèi)容。

技術(shù)　　挑戰(zhàn)及其影響

技術(shù)進(jìn)步為發(fā)布警報與預(yù)警創(chuàng)造了更多機(jī)會。但是，如何最有效的使用這些技術(shù)及其可能對警報與預(yù)警的發(fā)布產(chǎn)生的影響方面仍存在一些挑戰(zhàn)。

遞送技術(shù)

　　今天，WEA只用于手機(jī)通信。盡管圍繞小區(qū)廣播技術(shù)仍存在若干技術(shù)研究問題，比如下一代網(wǎng)絡(luò)的使用，但手機(jī)還可以通過各種其他適用于消息傳播的無線通信技術(shù)接收數(shù)據(jù)。此外，在災(zāi)害期間，有些手機(jī)網(wǎng)絡(luò)可能無法正常工作，所以需要其他技術(shù)來傳遞消息（即，端對端技術(shù)、調(diào)頻收音機(jī)）。終端用戶設(shè)備的電池壽命管理也是非常需要研究的領(lǐng)域。

連接設(shè)備的作用

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的增長，在家庭和整個環(huán)境中有更多設(shè)備不僅可作為警報通道，還可用于檢測緊急情況和潛在風(fēng)險。確保多種具有傳感輸出的連接設(shè)備被觸發(fā)，對于提供警報或預(yù)警系統(tǒng)可能會有所幫助。為最有效利用這些機(jī)會，圍繞數(shù)據(jù)匯總、自動化潛在應(yīng)用，最適合警報的設(shè)備以及IoT設(shè)備的潛在應(yīng)用等方面提出了若干問題。機(jī)器學(xué)習(xí)和其他人工智能技術(shù)將在自動化能力方面發(fā)揮作用，不僅能夠在緊急事件發(fā)生時自動發(fā)送警報，如地震和槍擊事件，而且能夠在事件發(fā)生期間和發(fā)生后為響應(yīng)者提供更好的信息。

安全、信任與隱私

　　指導(dǎo)大量人口采取特定行動的系統(tǒng)，可能成為一個重要目標(biāo)，襲擊系統(tǒng)服務(wù)的可用性、破壞有效消息的完整性以及發(fā)布欺騙性消息[15]。隨著應(yīng)急管理人員開始利用來自社交媒體的信息——包括個人信息以及定位相關(guān)信息，安全和隱私問題將會突顯。如何在利用這些工具的同時保護(hù)好終端用戶的隱私？此外，一個系統(tǒng)在利用用戶生成（公共生成的）內(nèi)容時，錯誤信息也成為日益關(guān)注的問題。快速檢測并糾正質(zhì)量差的信息將會成為一個有價值的系統(tǒng)功能。

建立一個更好警報系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

　　除上述列出的具體研究主題之外，委員會還注意到建立一個更好警報與預(yù)警系統(tǒng)的若干挑戰(zhàn)。

新系統(tǒng)采用緩慢

　　缺乏采用新系統(tǒng)的原因包括各級政府和信息發(fā)送部門的教育成本，但即使是那些能接入IPAWS網(wǎng)關(guān)的機(jī)構(gòu)也可能對使用新系統(tǒng)猶豫不決。此外，在較小的司法管轄區(qū)，發(fā)送警報可能是一項(xiàng)兼職工作，而且一個人可能只在事件發(fā)生期間才會在應(yīng)急響應(yīng)社區(qū)中活躍；在最大的司法管轄區(qū)，公共警報可能是由訓(xùn)練有素的應(yīng)急管理專業(yè)人員組成的大型團(tuán)隊全職負(fù)責(zé)災(zāi)害響應(yīng)。

天氣預(yù)報及其他自然災(zāi)害信息的限制

　　在州、地方、區(qū)域或聯(lián)邦層面發(fā)布天氣相關(guān)信息的各級機(jī)構(gòu)，最終必須依靠國家氣象局、國家海洋與大氣管理局、美國地質(zhì)調(diào)查局提供的預(yù)報和天氣信息。這些機(jī)構(gòu)反過來依靠基礎(chǔ)設(shè)施收集、模擬并分發(fā)有關(guān)天氣、地震、空氣質(zhì)量以及其他環(huán)境條件信息。這些機(jī)構(gòu)提供的信息也支持大量私營部門開展警報服務(wù)。有效的警報取決于建模以及數(shù)據(jù)收集與分析能力的維護(hù)與發(fā)展。

不斷變化的技術(shù)

　　公眾使用的技術(shù)與通信工具變化很快。然而，新老技術(shù)的長期共存增加了這一挑戰(zhàn)。為了覆蓋大多數(shù)人，系統(tǒng)不僅要發(fā)展演進(jìn)，還要繼續(xù)使用傳統(tǒng)技術(shù)。此外，緊急警報技術(shù)以及公民理解警報并使用信息功能的能力也在不斷發(fā)展。不斷發(fā)展的技術(shù)與公民在社區(qū)范圍內(nèi)有效使用這些技術(shù)的能力之間的相互作用，本身就是未來研究的一個問題。

跨學(xué)科研究以及將研究轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的難度

　　公眾對警報的響應(yīng)是一項(xiàng)高度跨學(xué)科活動，也是與緊急情況管理實(shí)踐密切相關(guān)的一項(xiàng)活動，主要發(fā)生在美國的州和地方一級。然而，技術(shù)人員、社會科學(xué)研究人員以及應(yīng)急管理人員很少有機(jī)會進(jìn)行持續(xù)交流，來考慮如何應(yīng)用當(dāng)前知識或填補(bǔ)我們認(rèn)知上的空白。

鼓勵參與

　　警報與預(yù)警生態(tài)系統(tǒng)包含了大量官方信息來源以及眾多其他信息提供者，如社交媒體公司、導(dǎo)航公司、當(dāng)?shù)孛襟w以及硬件制造商。比如，WEA依靠移動服務(wù)提供商在其基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)施必要的功能，依靠手機(jī)制造商將必要的軟件安裝在智能手機(jī)中（盡管是自愿參與，目前所有主要制造商都參與在其中）。把這些不同部分納入系統(tǒng)并確保共享關(guān)于系統(tǒng)如何工作的信息，將會是一個越來越大的挑戰(zhàn)。我們?nèi)绾喂膭罾嫦嚓P(guān)方開放，如何鼓勵那些操作其他有價值的計算機(jī)以及通信能力的部門參與進(jìn)來？

　　***

　　國家有效應(yīng)對天災(zāi)人禍的能力，取決于部署利用新技術(shù)改進(jìn)警報系統(tǒng)的能力，通過充分了解公眾對這些系統(tǒng)的使用方式和響應(yīng)情況獲得更多信息。做到這些將依靠解決上述挑戰(zhàn)與研究領(lǐng)域。

　　原文題目：Emergency Alert and Warning Systems: Current Knowledge and Future Research Directions

　　資料來源：http://www.nap.edu/24935

（黃銘瑞、王化編譯，殷永元審核）

[1] 美國聯(lián)邦通信委員會，《2016報告與命令及規(guī)則制定的進(jìn)一步通知》，F(xiàn)CC 16-127，9月29日，詳見https://apps.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-16-127A1.pdf。

[2] J. Sorensen，D.Mileti，1987，應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)組織的決策不確定性，國際突發(fā)事件與災(zāi)害學(xué)報，5（1）：33-61。

[3] L. Palen等，2010，技術(shù)媒介支持公眾參與和援助大規(guī)模突發(fā)事件與災(zāi)難的愿景，計算機(jī)協(xié)會與英國計算機(jī)學(xué)會2010計算機(jī)科學(xué)愿景會議，2010年ACM-BCS計算機(jī)科學(xué)愿景會議論文集，文章號8；以及B.R. Lindsay，2011，社會媒體與災(zāi)害：當(dāng)前使用、未來選擇與政策考慮，國會研究服務(wù)，文章號R41987。

[4] 警報通知接收者重要事件已經(jīng)發(fā)生或可能發(fā)生，而警告通常在警報之后，提供更詳細(xì)的事件描述信息并指示接收者應(yīng)采取何種保護(hù)措施。警報與警告間的區(qū)別并不總是很明確，因?yàn)榫嬉部梢杂糜诰瘓?，而警報也會包含關(guān)于保護(hù)措施的信息。技術(shù)進(jìn)一步淡化了這一區(qū)別。然而，這之間的區(qū)別卻很重要，因?yàn)槿绻峁﹤鹘y(tǒng)上被稱為警報的內(nèi)容，一些工具可能會被設(shè)計得更好；反之亦然。

[5] 國家氣象服務(wù)，《無線緊急警報：真實(shí)故事》，2014年5月28日， https://www.weather.gov/news/130313-wea-stories。

[6] L. Rainie、K. Zickuhr，《美國人對移動禮儀的看法》，2015年8月26日，http://www.pewinternet.org/2015/08/26/americans-views-on-mobile-etiquette/。

[7] IPAWS是基于《第13407號行政命令》創(chuàng)建的，旨在將各種警報系統(tǒng)——緊急警報系統(tǒng)、國家預(yù)警系統(tǒng)、無線緊急警報以及NOAA天氣及所有危險電臺——綜合到一個現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中。IPAWS利用通用警報協(xié)議（CAP），一種基于XML的數(shù)據(jù)格式來交換警報和預(yù)警。

[8] Mark Lucero，聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局IPAWS部，《IPAWS的演變》，向委員會的演示材料，2016年8月9日。

[9] 參見https://apps.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-16-127A1.pdf。

[10] LTE廣播（或多播）提供更快的傳輸速度同時支持更多的信息內(nèi)容。

[11] 許多智能手機(jī)內(nèi)置了調(diào)頻收音機(jī)硬件。如果移動網(wǎng)絡(luò)不能正常工作的話，這些硬件可被用來提供信息；然而，啟用此功能需要考慮許多技術(shù)和業(yè)務(wù)問題。

[12] M. Helft，打擊犯罪臉書網(wǎng)，F(xiàn)ortune.com，2014年7月1日，http://fortune.com/2014/07/01/nextdoor-local-neighborhood-social-network-police/。

[13] 聯(lián)邦通信委員會，《改善無線緊急警報和社區(qū)發(fā)起的警報》，2015年11月19日，https://apps.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-15-154A1.pdf 。

[14] B.J. Adame, C.H. Miller, 2015，利益相關(guān)者、備災(zāi)、戰(zhàn)略活動信息設(shè)計. 健康傳播30(3):271-281；J.D. Fraustino, L. Ma, 2015, CDC在風(fēng)險運(yùn)動中使用社交媒體與幽默-防備101:僵尸啟示錄. 應(yīng)用傳播研究學(xué)報43(2):222-241；M.M. Turner, J.C. Underhill, 2012，激勵應(yīng)急準(zhǔn)備行為:協(xié)會上訴的差異效應(yīng)與實(shí)際預(yù)期內(nèi)疚感. 通訊季刊，60(4):545- 559。

[15] Carnegie Mellon，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程學(xué)院，2013-2016年SEI無線緊急警報（WEA）研究. 2016年9月1日，向委員會匯報材料。